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    为什么会有文件系统(一)

    作者:驴肉火烧 发布于:2017-1-17 20:56 分类:文件系统

    Linux发展到现今,在fs目录下我们可以看到形形色色的文件系统,眼花缭乱的同时首先需要回答的问题是,为什么会有文件系统这个东西呢?我想如果能搞清楚这个问题,会帮助大家更好的理解文件系统,那么我?#32479;?#35797;着来模拟一次文件系统的演进过程,于是,我们来到了那一天,那天之前,人们还没有文件系统的概念。

    友情提示 : 下面将在荒诞的场景下演进人类合理的诉求

    神说,要有光,于是,光照大地

    神说,要有风,于是,风动四方

    神说,人类要记住神,于是,有了传说

    神说,怕你们忘了,得记下来,于是,有了文字,信息被存储在石板上,竹片上,纸张上,硬盘里,flash中


    当信息能存在硬?#35752;?#30340;时候,人类如获至宝,如此大的存储量,我们能装下全世界图书馆的馆藏,于是,我们想先放一套盗墓笔记进去。


    好嘞,于是,我一个字一个字的将精彩的内容顺序存储在硬?#35752;校?#32456;于,全套的盗墓笔记被存储在硬?#35752;?#20102;,还没来得及高兴,就傻眼了,我不想看秦岭神树,怎么办,这并难不倒我,略加思索,就能想到解决方案,因为是顺序存储的,从开始的地方一直读下去,当恰好跳过秦岭神树章节内容的时候,就做一个标记,记录已经跳过的字节数,下次再看的时候,就直接读到硬盘对应的位置即可,经过一番努力,我找到了并把这个字节数写在了一张纸条上,以便下次可以直接读取,避免一次次的遍历。

    后来,我开始有点?#33618;?#28902;了,因为这张纸条里面的内容越来越多,比如最后一章的位置,终极第一次出现的位置等等,有时我甚至记不住我需要寻找的标记是否在纸条中了,终于有一天,这张纸条丢了,我只能呵呵并且?#26377;?#24213;认为,仅仅是顺序存储无法满足我的需求,我需要管理这些内容。


    我想,最起码我需要能把全套的盗墓笔记分为8本书吧,只要根据书名,比如邛楼石影,我就立刻能找到对应的内容,我立刻想到了最简单的解决方案,仍然使用顺序存储,只不过在内容录入的时候,给每本书分100MB的存储空间,这样我如果想看第7本,那么直接从600MB偏移开?#25216;?#21487;,那么一套盗墓笔记只需要800MB就可以存储,但是,我很快又有了一个更优的方案,在每本书的100MB可用空间内,再进行细分,给每章节进行划分,假设每本书有50章,那么每章节就是2MB空间,这样每章节按照2MB对齐,我要找第6本书的第30章节,就是(500 + 29 * 2)MB 偏移,我甚至都有点洋洋自得了,简单的设计一下就可以再也不用依?#30340;?#24352;小纸条(已遗失)了。


    但是,很快我又遇到了新的挑战,因为这块硬盘不是我的,开始说好的800MB没有了,我被要求只能使用8MB来存储全套的盗墓笔记,原先的设计继续使用,每章只能分到20KB,这样有些内容多的章节会越界,而有些内容少的章节又?#36824;?#39281;满,那些没有被利用起来?#30446;?#38388;此时显得的是那么的珍贵,于是我开始了小心翼翼字斟句酌的重新设计。


    看起来,顺序存储是最节约空间的,那么只有将小纸条(已遗失)的内容也存储在硬?#35752;?#20102;。于是,喝下一罐可乐后,我发觉将章节抽象成一个章节类是一个不错的注意,每个章节是该类的一个对象实例,类成员包括章节名称,章节起始位置,章节字数,每个对象都64字节对齐,这样400章的索引信息只需要25KB即可完成存储,我大大方方的将全部的章节类对象存储在8MB的前32KB区域,后面剩余的全部顺序存储内容,就这样,随着需求的不?#26174;?#21152;,我的设计也渐渐开始有文件系统的影子了,尽管我并不知道,但是一切就这样发生了,是那么的自然。


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    标签: 文件系统

    评论:

    test
    2019-02-26 21:01
    这种设计恰好也是书本的设计

    发表评论:

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